Für ultrasparsame LED-Straßenleuchten KIT entwickelt neuartiges Schaltungskonzept

Die neuen Außenlampen, die von der Pfalzwerke Netz AG in Maxdorf getestet werden, sparen nicht nur Strom, sondern strahlen auch deutlich heller.
Die neuen Außenlampen, die von der Pfalzwerke Netz AG in Maxdorf getestet werden, sparen nicht nur Strom, sondern strahlen auch deutlich heller.

Ein am KIT entwickeltes Schaltungskonzept soll LED-Straßenleuchten noch sparsamer, heller, langlebiger und preisgünstiger machen.

Klar: LED-Straßenleuchten sind stromsparender als ihre Vorfahren mit herkömmlicher Beleuchtung. Forscher am KIT haben dies nun nochmal getoppt: Indem sie die herkömmlichen Hochleistungsdioden durch eine spezielle Anordnung schwächerer LEDs ersetzten, konnten sie den Stromverbrauch noch einmal um 20 % senken.

»Es ist uns zudem gelungen, den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Lampen gegenüber herkömmlichen LED-Leuchten noch einmal deutlich zu steigern«, sagt Michael Heidinger vom Lichttechnischen Institut (LTI) des KIT. 

Er hat eine trickreiche Schaltung erdacht,…

...die Alterung und Versagen einzelner Leuchtdioden abfängt. Eine größere Zahl von LEDs parallel zu schalten, sei schwierig, da der Ausfall einer einzelnen Diode zu einem Versagen des gesamten Systems oder Teilbereichs führt – ein Phänomen, das man etwa von dekorativen Lichterketten kennt. Die Alternative, die LEDs in Reihe zu schalten, habe ebenfalls Nachteile, weil hier mit steigender Zahl der Dioden sehr hohe Spannungen benötigt werden. Weil die als nicht lebensbedrohlich geltende Berührungsspannung bei 120 Volt liegt, konnten bislang nur bis zu 40 LEDs in einer Reihenschaltung verbaut werden.

Jetzt ist es möglich,…

...viele Leuchtpunkte – bei den kürzlich im Praxistest der Pfalzwerke Netz AG eingesetzten Leuchtmodulen sind es 48 – kostengünstig auf einer Platine zu montieren. Dazu sind die Leuchten sicherer zu handhaben, weil es Heidingers neues Schaltkonzept erlaubt, mit Spannungen von 20 Volt zu arbeiten, wo sonst über 120 Volt nötig sind.

Von den stromsparenden Eigenschaften…

...der neuartigen LED-Leuchte dürften zukünftig auch Städte und Gemeinden profitieren: Die Umstellung der alten konventionellen stromfressenden Straßenbeleuchtung auf LED-Technik ist vielerorts bereits in vollem Gange. So umfasst etwa die Stadtbeleuchtung einer mittleren Großstadt mit rund 320.000 Einwohnern wie Karlsruhe nach Angaben der Stadtwerke über 55.000 Lampen (etwa 35 % davon LEDs), deren Stromverbrauch im Jahr 2018 etwa 10.800 Megawattstunden betrug. Jährliche Strom- und Wartungskosten: rund drei Millionen Euro.

Die zusätzlichen Einsparpotenziale sind erheblich. »Bei einer vollständigen Umstellung auf die neuartigen LEDs sind noch einmal finanzielle Einsparungen von bis zu 30 Prozent möglich«, sagt Stefan Lang, bei den Pfalzwerken verantwortlich für Technologie und Innovation.